未使用 IC 引脚的一般“经验法则”

电器工程 集成电路 引脚
2022-01-04 12:21:22

这有点类似于这个关于 NC 引脚的问题。如果数据表未指定如何处理未使用的 IC 引脚,建议如何处理这些引脚?特别是我正在考虑用于AT32UC3C微控制器的 GPIO 引脚,但也更普遍地用于其他 IC 类型(例如多运算放大器 IC)。

我能想到几种可能的组合:

  1. 提供焊盘/孔,以便固定芯片但使引脚悬空。
  2. 将引脚接地(可能通过电阻器/电容器/等)
  3. 将引脚连接到电源
  4. 我想不到的东西
3个回答
  1. “提供焊盘”。你当然会。所有 IC 的引脚都应焊接。总是。让它浮动不是一个好主意。它可能一直在改变电平,这可能会对内部连接的电路产生不良影响。你总是希望有预测行为。不过,如果输入有一个内部上拉电阻,这是一个很好的解决方案,只要您不要忘记启用它。

  2. “将引脚接地”。这是一个很好的解决方案,前提是您可以保证该引脚永远不会成为输出。输出高,你短路电源。电阻器可以防止这种情况发生,但这是额外的成本。不要使用电容器;它会使引脚悬空,并且微控制器不喜欢容性负载,以防它变成输出。

  3. “将引脚连接到电源”。同上:如果引脚输出低电平,您将发生短路。

  4. “保持未连接,但使引脚输出”。这是最好的解决方案。不要使用可能的替代功能,如 ADC 或串行。如果您忘记关闭内部上拉电阻,则首选高电平,否则会导致(小)泄漏电流。

对于运算放大器,输出可以保持开路,输入为固定电压,但不能两者相同!我最近在凌力尔特的应用笔记中看到他们如何将同相输入连接到 V+,将反相输入连接到 V-。Szymon正确地指出,如果输入有钳位二极管,则不能使用此功能。

使用多余的运算放大器最好的办法就是使用它。在模拟电路中有很多地方可以使用缓冲放大器来提高性能——单位增益缓冲器不使用额外的组件。(来自这篇文章,由 Szymon 链接)

我首先要说这个问题没有正确的答案。通常,微控制器制造商会对每个引脚类别提出建议。对于我使用过的 MSP430 芯片来说,当然是这种情况,功耗是主要考虑因素。

如果不终止 GPIO,您将遇到的问题是引脚的默认状态通常是“输入”。根据输入电路的不同,这可能会导致您的引脚以非数字值浮动,并且您的 IC 晶体管将相应地运行,从而比其他情况消耗更多的静态功率。

如果数据表没有说明任何内容,则可能是制造商提供的应用说明对其进行了讨论。我能找到的最接近的东西是与 XMega 系列 ( AVR1010 ) 相关的,它指出:

为了最大限度地降低功耗,请在所有未使用的引脚上启用上拉或下拉,并在连接到模拟源的引脚上禁用数字输入缓冲器。

如果您搜索有关此主题的互联网,您会发现很多不同的意见。你的芯片的上下文很重要。

对于微控制器,通常最好的想法是使引脚成为输出并将其驱动为高电平或低电平(或者可以使用上拉/下拉)
您不想要的是两个输入晶体管都处于半开状态的浮动中途情况通过电流。

对于运算放大器,一般的方法是将输出连接到反相输入,然后将非反相输入连接到电源中点(或轨道之间的某处)
基本上你不希望输出饱和,它应该在某处运算放大器的输出摆幅。
不过要小心非统一增益稳定运算放大器。在“特殊”情况下,数据表可能会建议如何处理任何未使用的运算放大器。